KR200466278Y1 - 멀티빔 사이드스캔소나의 트랜스듀서 - Google Patents

Abstract

본 고안은 음파를 송수신하는 엘리먼트부와 이를 각각 연결하는 내부 배선부로 트랜스듀서를 구성하고 케이블부와 커넥터부로 연결되어 몰딩부로 외부의 충격으로부터 내부를 보호한 후 수중탐사체의 좌우측에 장착되어 사용되며, 트랜스듀서 내부는 12개의 엘리먼트로 각각 분리하여 구성하고 2개의 엘리먼트를 한 배열로 설정하여 배열 사이의 간격을 계산해 빔을 수신하도록 하며, 엘리먼트 배열간의 간격을 기존의 λ/2가 아닌 62λ로 배치하여 트랜스듀서의 길이와 필요 엘리먼트수를 최적화하고, 0.15˚의 빔각을 형성해 수중탐사체의 진행방향에 대한 해상도를 향상시켜 고속으로 운용 시에도 안정되게 수중탐색데이터를 취득할 수 있도록 한 것이며, 이로부터 트랜스듀서의 길이 및 엘리먼트 수를 최소화하도록 구성된 멀티빔 사이드스캔소나의 트랜스듀서이다.
고속으로 운용 시 다중채널의 분할수신이 가능한 구조로 각 엘리먼트 배열구조를 설계하여 수중탐사체의 진행방향에 대한 해상도를 단빔에 비해 수 배 이상 향상시켜 보다 효율적이고 빠르게 탐사를 수행할 수 있으며, 장비를 고속으로 운용함으로써 해상상황에 큰 영향을 받지 않고 원하는 해상도를 얻으면서 장비를 효과적으로 운용할 수 있는 것이다.

Description

멀티빔 사이드스캔소나의 트랜스듀서{multiple electron beam side scan sonar}

본 고안은 멀티빔 사이드스캔소나의 트랜스듀서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중탐사체의 몸체에 설치되어 0.15˚의 빔각을 형성하여 초음파를 발신하고, 표적에 반사된 음파 수신시 다중채널로 분할하여 최대 0.15˚간격으로 수신하는 엘리먼트 배열구조로 설계하여, 고속으로 운용 시에도 정밀한 빔각을 유지하고 수중탐사체의 진행방향에 대한 해상도를 향상시켜 해저면의 탐색 데이터를 효과적으로 취득할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 수중탐사체를 이용하여 해저지형을 탐색하거나 해양환경조사, 침선 및 수중물체 탐색, 인공어초 조사, 어군탐지 등에 사용하고 있으며, 싱글빔 사이드스캔소나의 경우 선박의 견인속도가 증가함에 따라 수중탐사체의 진행방향에 대한 해상도가 현저하게 저하되어 해저면의 탐색 데이터를 정상적으로 취득할 수 없기에 낮은 속도로 견인하여 장비를 운용하고 있다. 하지만 선박을 저속으로 운용함으로, 조류나 파도의 영향을 많이 받아 수중탐사체가 균형을 잃어 견인 자세가 안정되지 않을 뿐만 아니라, 수중탐사체의 진행방향에 대한 해상도가 저하되어 취득한 탐색데이터의 신뢰성이 떨어지고 탐사 시간이 길어지는 등 장비 운용의 효율성 또한 저하되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 트랜스듀서의 내부 구조를 기존의 일체형 엘리먼트 배치 방식에서 채널별 배치 방식으로 개선하여 0.15˚의 빔폭을 형성할 수 있도록 하고, 트랜스듀서의 길이와 엘리먼트 수를 최소화함과 동시에 엘리먼트 간격을 계산해 내부 구조를 설계함으로써 수중탐사체의 진행방향에 대한 해상도를 향상시키고, 엘리먼트 사이마다 빔을 수신하도록 하는 것에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안은 트랜스듀서 내부를 12개의 엘리먼트로 각각 분리하여 구성하고 2개의 엘리먼트를 한 배열로 설정하여 배열 사이의 간격을 계산해 빔을 수신하도록 하며, 엘리먼트 배열간의 간격을 기존의 λ/2가 아닌 62λ로 배치하여 트랜스듀서의 길이와 필요 엘리먼트수를 최적화하고, 0.15˚의 빔각을 형성해 수중탐사체의 진행방향에 대한 해상도를 향상시켜 고속으로 운용 시에도 안정되게 수중탐색데이터를 취득할 수 있도록 한 것이다.

이와 같이 본 고안은, 수중탐사체를 이용하여 수중탐색데이터를 수집할 때 고속으로 장비 운용 시에도 해저면의 데이터를 효과적으로 획득할 수 있도록 하고, 고속 운행에 의해 탐사 시간을 크게 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 파도나 조류의 영향을 최소화하여 수중탐사체가 균형을 잃는 것을 방지하고 안전사고를 미연에 방지하는 등의 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 고안의 사시도
도 2는 본 고안의 엘리먼트와 케이블의 배선을 나타낸 상태도
도 3는 본 고안의 사용상태 예시도로서 엘리먼트 간격과 음파를 발신하고 수신하는 상태를 나타낸 사시도
도 4은 종래의 트랜스듀서의 엘리먼트 간격과 음파를 발신하고 수신하는 상태를 나타낸 사시도
도 5는 본 고안이 장착된 상태의 수중탐사체 사시도

트랜스듀서(1)에 있어서,

트랜스듀서(1)는 엘리먼트부(2)와 이를 각각 연결하는 내부 배선부(6)를 통해 6개 단위로 케이블부(3)와 커넥터부(4)에 연결되어 있으며, 몰딩부(5)로 내부를 보호하고 있으며 트랜스듀서(1)는 수중탐사체(7)의 좌우측에 장착되는 것이다. 트랜스듀서(1)는 내부를 12개의 엘리먼트로 각각 분리하여 구성하고 2개의 엘리먼트(2)를 한 배열로 설정하여 배열 사이의 간격을 계산해 빔을 수신하도록 하며, 엘리먼트 배열간의 간격을 62λ로 배치하여 0.15°의 좁은 빔 각을 5개 형성해 수중탐사체의 진행방향에 대한 해상도를 향상시켜 고속으로 운용시에도 안정되게 수 중탐색데이터를 취득할 수 있도록 트랜스듀서(1)를 설계한 것이다.

미설명부호 8 은 기존의 트랜스듀서를 표시한 것임.

이와 같이 된 본 고안은 도 3 ~ 도 5에서 보는 바와 같이 수중탐사체(7)를 고속으로 운용하면서 해저의 수중정보를 수집할 때 62λ의 간격으로 되어있는 각각의 엘리먼트부(2) 배열 사이로 표적에 반사된 수중음파신호를 다중채널로 분할수신하여 수중탐사체(7)의 진행방향에 대한의 해상도를 종래의 엘리먼트 간격이 λ/2로 구성되어 있는 트랜스듀서의 단빔에 비해 수 배 이상 향상시킬 수 있어서, 보다 효율적이고 빠르게 탐사를 수행할 수 있도록 한 것이다.

본 고안은 첨부된 도면을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로 상기의 설명에 한정되는 것이 아니고, 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 개작 및 변형이 가능함은 자명한 것이다.

1; 트랜스듀서
2; 엘리먼트부
3; 케이블부
4; 커넥터부
5; 몰딩부
6; 내부 배선부
7; 수중탐사체
8; 기존 트랜스듀서

Claims (1)

1. 트랜스듀서(1)에 있어서;
   트랜스듀서 내부의 엘리먼트부를 12개의 엘리먼트로 각각 분리하여 구성하고 2개의 엘리먼트를 한 배열로 설정하여 배열사이의 간격을 62λ로 배치하고 0.15˚의 좁은 빔 각을 5개 형성해 수중탐사체의 진행방향에 대한 해상도를 향상시켜 고속으로 운용시에도 안정되게 수중탐색데이터를 취득할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 멀티빔 사이드스캔소나의 트랜스듀서.
   
   
   
   
   

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